沿黃九省水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)測(cè)度及時(shí)空分異特征

華堅(jiān) 盛曉涵

摘要糧食生產(chǎn)的根本在耕地，命脈在水利，水土資源的投入數(shù)量短缺及空間匹配錯(cuò)位在一定程度上限制了糧食產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)速度。文章基于沿黃九省2009—2018年的相關(guān)數(shù)據(jù)，將水資源、土地資源和水土匹配特征同時(shí)納入增長(zhǎng)阻尼模型，針對(duì)糧食產(chǎn)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的特點(diǎn)選擇以勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率和資源實(shí)際增長(zhǎng)率分別衡量不受約束的資源增長(zhǎng)率和受約束的資源增長(zhǎng)率，利用嶺回歸測(cè)度沿黃九省水資源、土地資源及水土匹配特征對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)，并分析其時(shí)間演變特征和空間布局特征。研究結(jié)果表明：①由于糧食產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力存在“農(nóng)轉(zhuǎn)非”的趨勢(shì)，若以勞動(dòng)力增長(zhǎng)率衡量不受約束的資源增長(zhǎng)率，會(huì)在一定程度上低估水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用，甚至得出水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)不存在約束作用的結(jié)論。②研究期間內(nèi)，沿黃九省水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)呈現(xiàn)波動(dòng)特征，其中水資源阻尼系數(shù)波動(dòng)較為平穩(wěn)且小幅度下降，即水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用一直存在但并不突出；土地資源阻尼系數(shù)在長(zhǎng)時(shí)間下降后快速上升，且其近年來(lái)對(duì)糧食生產(chǎn)的限制最為顯著；水土匹配阻尼系數(shù)近年來(lái)下降趨勢(shì)明顯且對(duì)糧食生產(chǎn)不再具有約束作用。③水資源和水土匹配阻尼效應(yīng)的空間分布特征較為相似，高約束區(qū)均集中在沿黃九省的東部；土地資源阻尼效應(yīng)較大的省份集中在沿黃九省的西南部，空間差異性明顯。從各省份內(nèi)部看，除河南、山東以及內(nèi)蒙古水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)最大外，其余省份土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束均大于水資源和水土匹配特征的約束。為了緩解沿黃九省糧食生產(chǎn)所受到的資源約束，一方面要嚴(yán)格落實(shí)年度水量分配計(jì)劃，推進(jìn)灌溉節(jié)水水利工程的建設(shè)，確保流域供水安全。另一方面要堅(jiān)持最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，強(qiáng)化耕地?cái)?shù)量保護(hù)和質(zhì)量提升，遏制耕地“非農(nóng)化”，防止“非糧化”，積極劃定糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)。此外，還要完善農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)應(yīng)用，發(fā)揮科學(xué)技術(shù)對(duì)資源投入的替代作用。

關(guān)鍵詞 沿黃九?。凰临Y源；糧食生產(chǎn)；阻尼效應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)F237文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-2104（2021）08-0148-09DOI：10. 12062/cpre. 20210427

基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目“綠色發(fā)展下我國(guó)水資源-能源-糧食協(xié)同發(fā)展與安全戰(zhàn)略研究”（批準(zhǔn)號(hào)：19ZDA084）。

“洪范八政，食為政首”。糧食安全是國(guó)家安全的重要基礎(chǔ)，面對(duì)紛繁復(fù)雜的國(guó)內(nèi)外形勢(shì)，更要牢牢把握住糧食安全的主動(dòng)權(quán)，穩(wěn)步推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。糧食生產(chǎn)的根本在耕地，命脈在水利。水資源和土地資源作為糧食生產(chǎn)的主要要素，其投入數(shù)量的短缺會(huì)在一定程度上減緩糧食產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)速度。資源投入數(shù)量的短缺一方面源于資源稟賦的有限性，另一方面是由于糧食產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出效益和其所能提供的就業(yè)機(jī)會(huì)相對(duì)有限，在資源競(jìng)爭(zhēng)中處于弱勢(shì)地位，導(dǎo)致資源向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)日益嚴(yán)峻，使糧食產(chǎn)業(yè)面臨更大的資源數(shù)量約束。此外，水資源和土地資源的空間匹配特征也會(huì)在一定程度上影響糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，匹配程度越高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件就越優(yōu)越[1]。沿黃九省是中國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心地區(qū)，2018年糧食產(chǎn)量高達(dá)23 368. 87萬(wàn)t，占全國(guó)的35. 37%。然而，沿黃九省糧食生產(chǎn)面臨著嚴(yán)峻的水土資源約束，大多數(shù)省份水資源稟賦狀況并不樂(lè)觀，2018年沿黃九省的農(nóng)業(yè)用水量815. 9億m3，僅占全國(guó)的22. 1%；糧食播種面積為460. 041萬(wàn)hm2，較2009年僅增加了7. 89%。此外，從水土資源空間匹配特征看，2018年沿黃九省每公頃耕地可利用水資源量為8 232 m3，較2009年稍有改善，但仍低于全國(guó)平均水平（10 162 m3）。因此，在全球糧食供應(yīng)鏈?zhǔn)艿揭咔橛绊懙默F(xiàn)實(shí)背景和資源環(huán)境的硬性約束下，從水資源投入量、土地資源投入量以及水土資源匹配特征三個(gè)層面反映沿黃九省水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)，從根源處認(rèn)識(shí)把資源作為最大剛性約束的要求，對(duì)在高基點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)的新突破，保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。

1文獻(xiàn)綜述

增長(zhǎng)阻尼模型是衡量資源約束的有效方法之一，由Romer[2]首次提出并定義為不存在資源約束的增長(zhǎng)速度與存在資源約束的增長(zhǎng)速度之間的差額?，F(xiàn)有文獻(xiàn)[3]對(duì)水土資源阻尼效應(yīng)的研究包括兩個(gè)部分，一是分別研究水資源或土地資源的約束作用，研究表明單位面積農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)速度由于水資源約束的存在而有所降低，且水資源對(duì)第三產(chǎn)業(yè)的限制最顯著，第二產(chǎn)業(yè)次之，第一產(chǎn)業(yè)最小[4]。此外由于研究區(qū)域的不同，各省份水資源對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的約束作用因?yàn)橘Y源稟賦和生產(chǎn)實(shí)際的差異而有所不同[5]。就糧食產(chǎn)業(yè)而言，山東省各市水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)存在明顯差異，且糧食生產(chǎn)越集中，水資源阻尼效應(yīng)越顯著[6]。除了水資源外，土地資源也是重要的生產(chǎn)性資源，相關(guān)文獻(xiàn)以土地資源為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)，由于資源的不可再生性，土地資源在一定程度上阻礙了中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度[7]，不同區(qū)域土地資源阻尼系數(shù)的大小會(huì)因?yàn)槿司恋卣加辛康牟煌煌琜8]，且存在著空間溢出效應(yīng)，忽略鄰近城市之間的空間相關(guān)性會(huì)低估土地資源的約束作用[9]。就高度依賴于耕地資源的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)而言，主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬耕地資源阻尼整體差異明顯，對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響顯著[10]。二是同時(shí)將水資源和土地資源納入研究范疇，在測(cè)度水資源和土地資源約束程度的基礎(chǔ)上，將其直接加總以衡量水土資源阻尼效應(yīng)的大小。研究發(fā)現(xiàn)，水土資源約束在一定程度上減緩了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度[11-14]、農(nóng)業(yè)發(fā)展速度[15]以及城市化發(fā)展速度[16]，雖然技術(shù)進(jìn)步的要素替代作用可以緩解資源約束，但長(zhǎng)期必須依靠要素替代和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整共同作用才能解決資源約束[17]。水資源的豐缺影響著耕地資源的利用方式和生產(chǎn)效率，耕地資源的開(kāi)墾程度也制約著水資源的開(kāi)發(fā)，因此除了水資源和土地資源的投入量外，兩者的空間匹配程度直接影響著農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[18]。現(xiàn)有研究多利用基尼系數(shù)法[19-20]和單位耕地面積水資源量法[21-22]測(cè)算水土資源匹配系數(shù)，揭示特定區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所擁有的水資源和耕地資源在時(shí)空上適宜匹配的量比關(guān)系，分析水土資源的空間匹配格局并在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步研究。

從現(xiàn)有研究來(lái)看，水資源和土地資源阻尼效應(yīng)是指水、土資源有限性所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化發(fā)展速度等所降低的程度，這種約束作用普遍存在且具有較大的區(qū)域差異性。在研究水土資源阻尼效應(yīng)時(shí)，大多數(shù)學(xué)者只是將水資源和土地資源的阻尼系數(shù)簡(jiǎn)單加總，這種做法僅考慮到水資源和土地資源數(shù)量帶來(lái)的影響，忽視了水資源和土地資源的空間匹配失衡也會(huì)產(chǎn)生一定程度的約束作用。因此，文章在前人的研究基礎(chǔ)上，以水土資源依賴性較強(qiáng)的糧食產(chǎn)業(yè)為研究對(duì)象，將水土資源匹配系數(shù)納入水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的增長(zhǎng)阻尼模型，通過(guò)嶺回歸的方法衡量產(chǎn)出彈性，測(cè)算水資源投入量、土地資源投入量和水土匹配特征的阻尼系數(shù)，以此反映2009—2018年沿黃九省水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用，分析其時(shí)空分異特征并探究水土資源阻尼效應(yīng)的破解路徑。

2模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)來(lái)源

2. 1假設(shè)修正

根據(jù)Romer[2]的定義，增長(zhǎng)阻尼是不存在資源約束的增長(zhǎng)速度與存在資源約束的增長(zhǎng)速度之間的差額，其中涉及的兩個(gè)重要變量為資源受約束時(shí)和不受約束時(shí)的增長(zhǎng)率。

相關(guān)數(shù)據(jù)均來(lái)自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局官方網(wǎng)站、九省統(tǒng)計(jì)年鑒（2009—2019）以及《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》（2009—2019）。

3結(jié)果與分析

3. 1關(guān)于不受約束的資源增長(zhǎng)率的討論

采用普通最小二乘法對(duì)模型進(jìn)行回歸，計(jì)算方差膨脹因子后發(fā)現(xiàn)變量間存在多重共線性的問(wèn)題。嶺回歸是一種專用于共線性數(shù)據(jù)分析的有偏估計(jì)回歸方法，因此，利用嶺回歸測(cè)度產(chǎn)出彈性，計(jì)算出沿黃九省資本、水、土以及水土匹配的產(chǎn)出彈性分別是0. 290 3、0. 075 5、0. 350 3和0. 107 9，說(shuō)明糧食生產(chǎn)更依賴于土地和資本，對(duì)水資源的依賴程度反而不高。在此基礎(chǔ)上，分別以勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率和勞動(dòng)力增長(zhǎng)率衡量不受約束的資源增長(zhǎng)率，以資源的實(shí)際增長(zhǎng)率衡量受約束的資源增長(zhǎng)率，計(jì)算水資源、土地資源以及水土匹配特征對(duì)沿黃九省糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)。

圖1給出了以勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率和勞動(dòng)力增長(zhǎng)率分別為不受約束的資源增長(zhǎng)率時(shí)測(cè)度出的阻尼系數(shù)，其中W、T、R為以勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率為不受約束的資源增長(zhǎng)率的情況，W’、T’、R’為以勞動(dòng)力增長(zhǎng)率為不受約束的資源增長(zhǎng)率的情況。大部分結(jié)果顯示，若以勞動(dòng)力增長(zhǎng)率衡量不受約束的資源增長(zhǎng)率，測(cè)度出的阻尼系數(shù)往往小于以勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率衡量不受約束的資源增長(zhǎng)率時(shí)測(cè)度出的阻尼系數(shù)。雖然中國(guó)勞動(dòng)力資源豐富，但第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)與總體從業(yè)人數(shù)的變化趨勢(shì)相反。這是因?yàn)殡S著城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，第一產(chǎn)業(yè)一直面臨著“農(nóng)轉(zhuǎn)非”的問(wèn)題，資源流失情況在勞動(dòng)力上尤為明顯。2009年，第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)占總體從業(yè)人數(shù)的38. 1%，十年間這一數(shù)值就降低至26. 11%。糧食產(chǎn)業(yè)作為第一產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，除了2017年從業(yè)人數(shù)有了小幅度回升外，其余年份均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，勞動(dòng)力增長(zhǎng)率也為負(fù)數(shù)。阻尼系數(shù)的大小取決于資源的產(chǎn)出彈性，以及受約束和不受約束情況下資源增長(zhǎng)率的差額，而勞動(dòng)力增長(zhǎng)率在大部分時(shí)間小于各變量的實(shí)際增長(zhǎng)率，因此，若以勞動(dòng)力增長(zhǎng)率衡量不受約束的資源增長(zhǎng)率，勢(shì)必會(huì)低估水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用，甚至得出水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)不存在約束作用的結(jié)論。

3. 2沿黃九省水土資源阻尼效應(yīng)的時(shí)序特征分析

為了明確沿黃九省糧食生產(chǎn)在不同時(shí)期的主要制約因素，以勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率衡量不受約束的資源增長(zhǎng)率，計(jì)算2009—2018年沿黃九省水資源、土地資源及水土資源匹配特征對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼系數(shù)并分析其變化情況。

（1）水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)。從圖2中可以看出，2009—2018年，沿黃九省水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)從1. 62%下降至1. 05%，波動(dòng)較為平穩(wěn)，說(shuō)明水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用一直存在但整體來(lái)說(shuō)有所減緩。十年間，除了2012年和2017年沿黃九省投入于糧食生產(chǎn)的用水量小幅度增加以外，其余年份均呈現(xiàn)出持續(xù)穩(wěn)定下降的趨勢(shì)，從2009年的286. 34億m3減少至2018年的218. 92億m3。整體來(lái)說(shuō)水資源增長(zhǎng)率均小于勞動(dòng)生產(chǎn)率的增長(zhǎng)率，其差額的大小波動(dòng)造成了水資源阻尼系數(shù)的大小波動(dòng)。但從產(chǎn)出彈性看，沿黃九省糧食生產(chǎn)的過(guò)程中水資源的產(chǎn)出彈性最低，遠(yuǎn)小于資本和土地的產(chǎn)出彈性。這是由于節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展下農(nóng)業(yè)用水效率的提高在一定程度上彌補(bǔ)了用水短缺的問(wèn)題，從而減弱了糧食生產(chǎn)對(duì)水資源的依賴程度，弱化了水資源的約束作用。水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)存在，但在三種約束作用中并不突出。

（2）土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)。從圖2中可以看出，2009—2018年，沿黃九省土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)呈現(xiàn)出“增長(zhǎng)—減少—增長(zhǎng)”的趨勢(shì)，沿黃九省土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)呈現(xiàn)出“阻礙—促進(jìn)—阻礙”的作用。雖然在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)土地資源的約束作用不斷減少直至消失，但近兩年來(lái)，土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用明顯增長(zhǎng)，且在三種約束作用中最為突出。從土地資源看，2009—2016年沿黃九省糧食播種面積穩(wěn)步增長(zhǎng)，但近兩年來(lái)，由于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，糧食播種面積減少，其中稻谷、小麥等作物播種面積保持基本穩(wěn)定，庫(kù)存較多的玉米種植面積有所調(diào)減。雖然十年間糧食播種面積存在著大小變化，但其變化幅度較為平穩(wěn)，因此土地資源阻尼系數(shù)的波動(dòng)主要取決于勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率的波動(dòng)，當(dāng)勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率小于糧食播種面積增長(zhǎng)率時(shí)，土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)不存在約束作用。

（3）水土匹配對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)。從圖2中可以看出，2009—2018年沿黃九省水土資源匹配特征對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢(shì)，2016年后糧食生產(chǎn)不再受到水土資源匹配的約束。2013年以前，沿黃九省水土資源匹配系數(shù)較為平穩(wěn)，2013年開(kāi)始，在耕地面積變化幅度并不明顯的情況下，水土資源匹配系數(shù)隨著農(nóng)業(yè)可用水資源量的波動(dòng)呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)。從增長(zhǎng)率的情況看，除了2012年和2016年以后，由于水資源總量的上升，水土資源匹配狀況有所改善，使得水土匹配增長(zhǎng)率超過(guò)了勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率外，其他年份勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率均大于水土匹配增長(zhǎng)率，即水土資源匹配狀況對(duì)沿黃九省的糧食生產(chǎn)有明顯的約束作用。

3. 3沿黃九省水土資源阻尼效應(yīng)的空間特征分析

為了更直接地顯示出沿黃九省水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)阻尼效應(yīng)的空間分布特征，表2給出了2009—2018年九個(gè)省區(qū)各項(xiàng)阻尼系數(shù)的平均值。從各省區(qū)內(nèi)部看，多數(shù)省份土地資源的阻尼系數(shù)最大。這些省份糧食生產(chǎn)對(duì)土地資源依賴程度很高，且糧食播種面積增長(zhǎng)率也與勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率有一定差距，使得土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用最為突出。與此不同的是，在內(nèi)蒙古、河南和山東三個(gè)省區(qū)，水資源約束均大于土地資源約束。這三個(gè)省份作為中國(guó)的糧食主產(chǎn)區(qū)，十年來(lái)糧食播種面積分別增長(zhǎng)了20. 3%、10. 27%和15. 17%，但投入于糧食生產(chǎn)的水資源量卻沒(méi)有同步增長(zhǎng)，其中河南和山東的糧食生產(chǎn)用水量分別下降了31. 2%和24. 3%。此外，從表2中可以看出水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼系數(shù)出現(xiàn)了小于零的情況，這說(shuō)明相應(yīng)地區(qū)的糧食生產(chǎn)并未受到該項(xiàng)資源的限制。一方面，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)運(yùn)用于糧食生產(chǎn)的過(guò)程中，使得糧食生產(chǎn)對(duì)自然資源的依賴程度有所降低。另一方面，中國(guó)歷來(lái)十分重視糧食安全問(wèn)題，先后提出了“藏糧于地、藏糧于技”“把水資源作為最大剛性約束”的政策導(dǎo)向，改善了部分省份的自然資源狀況投入，為糧食生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。

為了更好地顯示出糧食生產(chǎn)阻尼效應(yīng)在沿黃九省之間的空間分布特征，在排除無(wú)約束地區(qū)后，利用聚類(lèi)分析法分別將剩余地區(qū)的水資源、土地資源和水土匹配阻尼系數(shù)分為低、中、高三類(lèi)，具體結(jié)果見(jiàn)表3。

（1）水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)。從表3中可以看出，沿黃九省水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用并不突出，其中四川、寧夏、山西屬于無(wú)約束區(qū)；青海、甘肅、內(nèi)蒙古屬于低約束區(qū)；陜西為中約束區(qū)；河南和山東為高約束區(qū)。結(jié)合十年來(lái)各地區(qū)投入于糧食生產(chǎn)的水資源量和糧食產(chǎn)量的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)水資源對(duì)糧食生產(chǎn)阻尼效應(yīng)的大小與單位糧食產(chǎn)量的用水量有較強(qiáng)的相關(guān)性。河南和山東作為中國(guó)的糧食主產(chǎn)省份，在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的背景下，為了促進(jìn)二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的比例在十年間分別下降了7. 98%和8. 33%，糧食生產(chǎn)的用水量也出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)，單位糧食產(chǎn)量水資源投入量分別為65. 7 m3和72. 7 m3，位于沿黃九省的最后兩位。寧夏雖然是全國(guó)水資源最匱乏的省份之一，但從用水情況看，2009—2018年寧夏農(nóng)業(yè)用水量均在用水總量的85%以上，每噸糧食的水資源投入量高達(dá)365. 27 m3。與此同時(shí)，隨著生態(tài)文明建設(shè)的深入推進(jìn)，寧夏以提高水資源利用率為目標(biāo)，積極走高效節(jié)水的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展道路，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉不斷提速，在水量多、水效高的雙重作用下，水資源未對(duì)寧夏的糧食生產(chǎn)產(chǎn)生約束。此外，青海、甘肅、內(nèi)蒙古單位糧食產(chǎn)量水資源投入量分別為608. 6 m3、351. 5 m3、128. 5 m3，分別位于沿黃九省的一、三、五位，但其水資源仍對(duì)糧食生產(chǎn)有較低程度的約束。青海、甘肅和內(nèi)蒙古有部分區(qū)域處于內(nèi)流區(qū)。內(nèi)流區(qū)氣候干旱、降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈，水系極不發(fā)達(dá)，惡劣的生態(tài)環(huán)境和水文特征對(duì)內(nèi)流區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展提出挑戰(zhàn)。因此，雖然青海、甘肅、內(nèi)蒙古單位糧食產(chǎn)量水資源投入量較為可觀，但考慮到外部生產(chǎn)環(huán)境的影響，水資源對(duì)糧食生產(chǎn)仍存在一定程度的約束。

（2）土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)。從表3中可以看出，相較于水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用，沿黃九省土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用更為明顯，九個(gè)省份中只有內(nèi)蒙古為無(wú)約束區(qū)；甘肅、山西、河南、山東為低約束區(qū)；青海、四川、陜西為中約束區(qū)；寧夏為高約束區(qū)。內(nèi)蒙古作為中國(guó)的糧食主產(chǎn)區(qū)之一，2009—2018年糧食播種面積增加了20. 3%，在沿黃九省中位列第一。此外，由于內(nèi)蒙古在農(nóng)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中積極利用自身優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)建立集中連片、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的高質(zhì)量農(nóng)田，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械，一方面使得耕地質(zhì)量不斷提高，另一方面也發(fā)揮了科學(xué)技術(shù)對(duì)自然資源的替代性功能，使得糧食生產(chǎn)對(duì)土地資源投入量的依賴性降低，弱化了土地對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用。與此相反的是，隨著農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的推進(jìn)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)的調(diào)整，土地資源約束作用最大的寧夏10年間糧食播種面積下降了8. 6%，是沿黃九省出現(xiàn)糧食播種面積下降的三個(gè)省份之一且下降幅度最大。此外，由于寧夏地處干旱區(qū)，優(yōu)質(zhì)耕地?cái)?shù)量較少，宜農(nóng)荒地資源有限，且農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不高，難以彌補(bǔ)糧食播種面積短缺帶來(lái)的約束，從而導(dǎo)致了寧夏土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用最為突出。

（3）水土匹配對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)。從表3中可以看出，水土資源匹配阻尼效應(yīng)與水資源阻尼效應(yīng)較大的區(qū)域均集中在沿黃九省東部，其中河南和山東屬于高約束區(qū)；寧夏和陜西屬于中約束區(qū)；青海和山西屬于低約束區(qū)；剩余的四川、甘肅、內(nèi)蒙古屬于無(wú)約束區(qū)。四川作為中國(guó)水資源最豐富的省份之一，河川徑流最為豐富，其水資源總量在沿黃九省內(nèi)排名第一，是第二名青海省的3. 2倍。與此同時(shí)，四川作為中國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)之一，耕地資源也較為豐富，2018年耕地面積較2009年增加了6. 93%，單位耕地面積所擁有的水資源量十分可觀，為四川省的糧食生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的生產(chǎn)環(huán)境。內(nèi)蒙古和甘肅的水資源稟賦雖不豐裕，但10年間隨著耕地面積和單位耕地面積水資源總量的平穩(wěn)波動(dòng)，水土資源匹配狀況有所改善，部分年份水土資源匹配系數(shù)的增長(zhǎng)率甚至超過(guò)了勞動(dòng)生產(chǎn)率的增長(zhǎng)率，使得這兩個(gè)省份的糧食生產(chǎn)并未受到水土匹配的限制。對(duì)于高約束區(qū)的河南省和山東省，雖然其水資源稟賦并不是九個(gè)省份中最?lèi)毫拥?，但其耕地面積卻位于九省前列，僅次于具有地域面積優(yōu)勢(shì)的內(nèi)蒙古自治區(qū)，過(guò)多的耕地面積和并不豐裕的水資源量使得河南省和山東省的水土資源匹配特征并不樂(lè)觀，從而給糧食生產(chǎn)帶來(lái)了較大的壓力。

4結(jié)論與建議

4. 1研究結(jié)論

文章基于Romer增長(zhǎng)阻尼模型，以勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率衡量不受約束的資源增長(zhǎng)率，從水資源、土地資源和水土匹配特征三方面測(cè)算了2009—2018年水土資源對(duì)沿黃九省糧食生產(chǎn)的阻尼系數(shù)，并分析其時(shí)間演變特征和空間布局特征。研究結(jié)果顯示，沿黃九省水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)存在阻尼效應(yīng)且具有一定的時(shí)空分異特征。

（1）以勞動(dòng)力增長(zhǎng)率衡量不受約束的資源增長(zhǎng)率會(huì)在一定程度上低估水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用，甚至得出水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)不存在約束作用的結(jié)論。這是由于糧食產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期面臨資源“農(nóng)轉(zhuǎn)非”的問(wèn)題，從業(yè)人數(shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，以勞動(dòng)力增長(zhǎng)率作為不受約束的資源增長(zhǎng)率計(jì)算的阻尼系數(shù)在大多數(shù)情況下小于以勞動(dòng)生產(chǎn)率增長(zhǎng)率作為不受約束的資源增長(zhǎng)率的阻尼系數(shù)。

（2）從時(shí)間尺度來(lái)說(shuō)，2009—2018年，沿黃九省水土資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼大小呈現(xiàn)波動(dòng)趨勢(shì)。其中水資源阻尼系數(shù)波動(dòng)較為平穩(wěn)且小幅度下降，說(shuō)明水資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用一直存在但整體來(lái)說(shuō)有所減緩。土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)在研究期間內(nèi)呈現(xiàn)出“增長(zhǎng)—減少—增長(zhǎng)”的趨勢(shì)，沿黃九省土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)呈現(xiàn)出“阻礙—促進(jìn)—阻礙”的作用，且其近年來(lái)對(duì)糧食生產(chǎn)的限制最為顯著。水土匹配阻尼系數(shù)在研究期間內(nèi)呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢(shì)，且近年來(lái)對(duì)糧食生產(chǎn)不再具有約束作用。

（3）從空間尺度來(lái)說(shuō)，水資源和水土匹配阻尼效應(yīng)較大的省份集中在沿黃九省的東部，土地資源阻尼效應(yīng)較大的省份集中在沿黃九省的西南部，空間差異性明顯。從各省份內(nèi)部看，除河南、山東以及內(nèi)蒙古水資源阻尼最大外，其余省份土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束均大于水資源和水土匹配的約束。

此外，值得注意的是，糧食生產(chǎn)是多種因素共同作用的結(jié)果，除了生產(chǎn)要素投入量外，生產(chǎn)要素的質(zhì)量、生產(chǎn)要素利用效率和糧食生產(chǎn)外部環(huán)境也會(huì)對(duì)阻尼效應(yīng)產(chǎn)生影響。第一，生產(chǎn)要素質(zhì)量的提高會(huì)緩解數(shù)量短缺對(duì)糧食生產(chǎn)的約束。在全國(guó)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)總體規(guī)劃下，集中連片、旱澇保收、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田陸續(xù)建成，在耕地質(zhì)量穩(wěn)步提升的情況下，土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的阻尼效應(yīng)也會(huì)得到緩解。第二，農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步對(duì)生產(chǎn)要素也有一定的替代作用，減緩了資源的阻尼效應(yīng)。2018年農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率達(dá)到了58. 3%，節(jié)水灌溉、高效育種等農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應(yīng)用提高了資源利用效率，在一定程度上彌補(bǔ)了投入數(shù)量短缺對(duì)糧食生產(chǎn)的負(fù)面影響。同時(shí)，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械的投入與使用，以及糧食規(guī)模化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的進(jìn)程，勞動(dòng)力“農(nóng)轉(zhuǎn)非”的影響得到緩解，勞動(dòng)生產(chǎn)率也不斷提高。第三，特定地區(qū)溫度、降水等氣候條件和生產(chǎn)環(huán)境也會(huì)影響糧食生產(chǎn)狀況。因此在資源稟賦和生產(chǎn)環(huán)境的客觀條件下，只有發(fā)揮資源與技術(shù)的合力，積極調(diào)整糧食產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化資源配置，才能不斷緩解資源約束，促進(jìn)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，后續(xù)會(huì)對(duì)以上三個(gè)方面進(jìn)一步展開(kāi)研究。

4. 2政策建議

基于以上研究結(jié)論，為了在資源限制的情況下實(shí)現(xiàn)沿黃九省糧食生產(chǎn)的新突破，文章提出如下建議。

（1）在強(qiáng)調(diào)水資源約束的同時(shí)也要重視土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用。從研究結(jié)果看，近年來(lái)沿黃九省糧食生產(chǎn)受到一定程度的水土資源約束，其中水資源約束有所減緩但依然存在，土地資源約束快速增強(qiáng)，是目前糧食生產(chǎn)的主要制約因素。雖然十年間沿黃九省的糧食播種面積有一定程度的增長(zhǎng)，但在農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的背景下，現(xiàn)有耕地資源的不足在一定程度上限制了生產(chǎn)力的發(fā)揮。因此，為了緩解沿黃九省糧食生產(chǎn)所受到的資源約束，一方面要嚴(yán)格落實(shí)水量分配計(jì)劃，推進(jìn)灌溉節(jié)水水利工程的建設(shè)，確保供水安全；另一方面也要加強(qiáng)宏觀調(diào)控，嚴(yán)守耕地紅線，強(qiáng)化耕地?cái)?shù)量保護(hù)和質(zhì)量提升，并以科技為支撐，促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)集成化發(fā)展，提高耕地利用效率，真正做到藏糧于地、藏糧于技。

（2）結(jié)合資源稟賦和生產(chǎn)實(shí)際針對(duì)性地緩解資源約束問(wèn)題。陜西、河南和山東作為水資源約束和水土匹配約束的中高地區(qū)，一方面要建立非農(nóng)產(chǎn)業(yè)水資源耗用標(biāo)準(zhǔn)，防止水資源過(guò)度非農(nóng)化，保證農(nóng)業(yè)用水供給充足，另一方面在水資源稟賦不能滿足現(xiàn)有耕地用水需求的現(xiàn)實(shí)背景下，政府需要考慮從豐水區(qū)調(diào)水以滿足生產(chǎn)需要，同時(shí)也要大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，從供給和需求兩個(gè)方面緩解水資源短缺問(wèn)題。青海、四川和寧夏作為土地資源約束較大的地區(qū)，要更加重視耕地保障問(wèn)題，不僅要防止優(yōu)質(zhì)耕地被其他產(chǎn)業(yè)占用，也要加大宜農(nóng)荒地開(kāi)發(fā)力度，緩解土地資源對(duì)糧食生產(chǎn)的約束作用。甘肅、內(nèi)蒙古和山西相較于沿黃九省其他省份各項(xiàng)資源約束都較低，但這并不意味著這三個(gè)省份沒(méi)有面臨資源約束問(wèn)題，政府及勞動(dòng)者均要高度重視資源節(jié)約的重要性，杜絕表面功夫，將節(jié)約意識(shí)落實(shí)到生產(chǎn)實(shí)踐中去。

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Measurement and spatiotemporal analysis of water and soil resources？damping effect on grain production in nine provinces along the Yellow River

HUA Jian，SHENG Xiaohan

（Business School， Hohai University， Nanjing Jiangsu 211100， China）

AbstractThe root of grain production lies in arable land and water conservancy. The shortage of water and soil resources input and the dislocation of spatial matching have limited the growth rate of the grain industry. Based on the relevant data of nine provinces along the Yellow River from 2009 to 2018， this paper incorporated the characteristics of water resources， land resources， and water？soil matching into the growth damping model， using the growth rate of labor productivity and the actual growth rate of resources to measure unconstrained resource growth rate and constrained resource growth rate according to the characteristics of the mechanized development of the grain industry. On this basis， this paper adopted ridge regression to measure the damping effect of water resources， land resources and water？soil matching in nine provinces along the Yellow River on grain production， and analyzed its temporal evolution characteristics and spatial layout characteristics. The research results showed that：①Because of the labor force transferring from agricultural sectors to non？agricultural sectors， if the unconstrained resource growth rate was measured by the labor force growth rate， the restraint effect of water and soil resources on grain production would be underestimated， even leading to conclusions that water and soil resources had no restrictive effect on grain production.②During the study period， the damping effect of water and soil resources in nine provinces along the Yellow River showed fluctuation characteristics. The damping coefficient of water resources fluctuated steadily and decreased slightly， that is， the restraining effect of water resources on grain production always existed but was not outstanding. The damping coefficient of land resources rose rapidly after a long period of decline， and its restriction on grain production appeared to be the most significant in recent years. The damping coefficient of water and soil matching declined significantly in recent years and no longer had a restrictive effect on grain production.③The spatial distribution characteristics of water resources and water？soil matching damping effects were relatively similar. Highly restricted areas were concentrated in the eastern part of the nine provinces along the Yellow River. Provinces with higher land resource damping effects were concentrated in the southwestern part of these provinces. From the perspective of each province， with the exception of Henan， Shandong， and Inner Mongolia， where water resources had the greatest damping effect on grain production， the constraints of land resources on grain production in other provinces were higher than the constraints of water resources and water？soil matching. In order to alleviate the resource constraints on grain production in the nine provinces along the Yellow River， on the one hand， it is necessary to strictly implement the annual water distribution plan， promote the construction of water？saving irrigation projects to ensure the safety of water supply. On the other hand， we must adhere to the strictest cultivated land protection system， strengthen the quantity protection and quality improvement of cultivated land， curb the？non？agriculturalization？and？non？grainization？of arable land， and actively delimit food production functional areas and important agricultural production protection areas. In addition， it is necessary to improve the agricultural science and technology innovation system， strengthen the R&D and application of agricultural machinery， giving full play to the substitute role of science and technology for resource input.

Key wordsnine provinces along the Yellow River； water and soil resource； grain production； damping effect

（責(zé)任編輯：王愛(ài)萍）